JP7442070B2 - Cleaning route determination device and cleaning route determination method - Google Patents
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Description
本開示は、清掃ルート決定装置と清掃ルート決定方法に関する。 The present disclosure relates to a cleaning route determining device and a cleaning route determining method.
ショッピングモールを始めとした巨大な複合商業施設において、将来の労働人口の不足を補うべく、自動運転技術を搭載したロボットによる床洗浄技術を用いることが注目を集めている。また、近年、AI(Artificial Intelligence)及びロボティクスを始めとした技術の急激な進歩により、広大な敷地面積を持つショッピングセンターにおいて清掃装置による清掃作業の自動化が進行している。特に、AI及びセンシング技術の発達により、商業施設に多い曲面のある建物構造及び障害物の多い複雑な建物構造でも清掃装置による清掃作業の自動化が実用化され始めている。この清掃装置はカメラ及びセンサを搭載し、自動走行中に障害物等を検知した場合には、障害物等を回避しながら、自律的に商業施設内の集塵作業を行う事ができる。例えば、特許文献1には自律型の清掃装置の制御技術が開示されている。特許文献1によれば、当該清掃装置は距離センサを備えており、物体との距離に応じて当該清掃装置の移動速度を変える制御方法が開示されている。この技術によって、物体と清掃装置との距離が閾値以下になった場合でも、当該清掃装置は、停止することなく清掃活動を続けることができる。 In large commercial complexes such as shopping malls, the use of floor cleaning technology by robots equipped with self-driving technology is attracting attention in order to compensate for future labor shortages. Furthermore, in recent years, due to rapid advances in technologies such as AI (Artificial Intelligence) and robotics, automation of cleaning work using cleaning devices is progressing in shopping centers with vast site areas. In particular, with the development of AI and sensing technology, automation of cleaning work using cleaning devices has begun to be put into practical use even in curved building structures often found in commercial facilities and complex building structures with many obstacles. This cleaning device is equipped with a camera and a sensor, and if it detects an obstacle while driving automatically, it can autonomously collect dust inside a commercial facility while avoiding the obstacle. For example, Patent Document 1 discloses a control technology for an autonomous cleaning device. According to Patent Document 1, the cleaning device includes a distance sensor, and a control method for changing the moving speed of the cleaning device according to the distance to an object is disclosed. With this technology, even if the distance between the object and the cleaning device becomes less than a threshold value, the cleaning device can continue its cleaning activity without stopping.
しかしながら、清掃装置は、数千平方メートルなどの大面積を複数階に跨って、数時間という限られた時間で清掃作業を完了する事が求められる。従来の技術では、障害物の存在時においても清掃装置が効率よく清掃作業を行う事は出来ても、清掃装置が商業施設内等の大きな床面積を所定の時間内に清掃する事は難しい。例えば、ショッピングモールなどの清掃装置が導入される商業施設は敷地面積が大きな場合には数万平方メートルあるため、清掃装置は、夜間の4~5時間など限られた時間で、数万平方メートルなどの非常に広大なスペースを効率よく清掃する必要がある。そのためには、清掃装置が全ての清掃すべき箇所を回る事は困難である為、優先度の高い清掃すべき箇所を、清掃装置が所定時間内になるべく多く巡回するためのスケジューリングが必要となる。 However, cleaning equipment is required to complete cleaning work over a large area, such as several thousand square meters, across multiple floors, within a limited time of several hours. In the conventional technology, even if the cleaning device is able to efficiently perform cleaning work even when an obstacle is present, it is difficult for the cleaning device to clean a large floor area in a commercial facility or the like within a predetermined time. For example, commercial facilities such as shopping malls where cleaning equipment is installed have a large site area of tens of thousands of square meters. It is necessary to efficiently clean a very large space. To achieve this, it is difficult for the cleaning equipment to visit all areas to be cleaned, so it is necessary to schedule the cleaning equipment to visit as many high-priority areas as possible within a given period of time. .
本開示は非常に広大な床面積を持つ施設の内部を所定時間内に効率よく清掃する技術を提供するものである。 The present disclosure provides a technique for efficiently cleaning the interior of a facility with a very large floor area within a predetermined time.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、施設内部の情報を含む計算条件を受け付ける計算条件入力部と、前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析部と、前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成部と、所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類部と、第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出部と、前記施設内部に含まれる複数の領域を、機械学習によって、一または複数のクラスターにクラスタリングする属性クラスター計算部と、を備え、前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路であり、前記分類部による前記選択は、前記一または複数のクラスターの各々の特徴に基づき、前記選択対象のクラスターの領域内に存在する部屋の出入口の個数が1つであり、かつ、前記部屋の出入口の通路の幅が第2の閾値以下である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 A cleaning route determining device according to an aspect of the present disclosure includes a calculation condition input unit that receives calculation conditions including information inside the facility, and analyzes the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions. an analysis unit, and creates a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the results of the analysis. a map creation unit; a classification unit that selects one or more clusters from one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions; and a first route determined from the second plurality of routes. a route calculation unit; and an attribute cluster calculation unit that clusters a plurality of areas included inside the facility into one or more clusters by machine learning, each of the second plurality of routes or a route through which the cleaning unit passes through at least one dust accumulation location included in the selected one or more clusters among the plurality of dust accumulation locations , and the selection by the classification unit is Based on the characteristics of each of the one or more clusters, the number of entrances and exits of the room existing in the area of the cluster to be selected is one, and the width of the passageway of the entrance and exit of the room is a second threshold value. In the following cases, the classification unit does not select the selection target cluster.
尚、この包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばCD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)等の不揮発性の記録媒体を含む。 Note that this general or specific aspect may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable recording medium, and may be realized by a device, a system, a method, an integrated circuit, a computer program, and a computer-readable recording medium. It may be realized using any combination of recording media. The computer-readable recording medium includes, for example, a non-volatile recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory).
本開示においては、「微粒子」及び「塵埃」の用語を特に区別することなく用いる。 In this disclosure, the terms "fine particles" and "dust" are used without particular distinction.
本開示によれば、非常に広大な床面積を持つ施設の内部を所定時間内に効率よく清掃するルートを決定することができる。本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 According to the present disclosure, it is possible to determine a route for efficiently cleaning the interior of a facility with a very large floor area within a predetermined time. Further advantages and advantages of one aspect of the disclosure will become apparent from the specification and drawings. Such advantages and/or effects may be provided by each of the several embodiments and features described in the specification and drawings, but not necessarily all are provided in order to obtain one or more of the same features. There isn't.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Note that the embodiments described below are all inclusive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and do not limit the present disclosure. Further, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the most significant concept will be described as arbitrary constituent elements.
図1は本実施の形態におけるシステム構成の一例を示す図である。本実施の形態における実施例は清掃ルート計算システム1、清掃部2及び端末3を含む。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration in this embodiment. The example in this embodiment includes a cleaning route calculation system 1, a cleaning section 2, and a
清掃ルート計算システム1は、塵埃挙動計算部10、属性判定部20及び清掃ルート計算部30を備える。塵埃挙動計算部10は図面入力部11と挙動計算部12と塵埃マップ作成部13とを含む。属性判定部20は、属性クラスター計算部21と属性計算部22とを含む。清掃ルート計算部30は、塵埃クラスター計算部31と清掃ルート決定部32と通信部33とを含む。
The cleaning route calculation system 1 includes a dust
清掃部2は、掃除部40及び駆動部50を備える。また、掃除部40は、集塵部41と塵埃量検出部42とを含む。また、駆動部50は、移動部51と制御部52と自己位置推定部53と通信部54とを含む。
The cleaning section 2 includes a
端末3は、塵埃マップ表示部60を備える。塵埃マップ表示部60は、通信部61と表示部62と入力部63とを含む。
The
以下、各部の説明を行う。 Each part will be explained below.
清掃ルート計算システム1は、施設の内部の塵埃の蓄積箇所を割り出すために、気流の挙動解析と微粒子の挙動解析を行う。そして、気流の挙動解析と微粒子の挙動解析の結果をもとに、施設の内部の塵埃の蓄積している箇所を示す塵埃蓄積マップを作成する。また、施設の内部の領域を特徴毎にクラスターに分ける計算を行う。塵埃蓄積マップの情報と施設の内部の領域をクラスターに分けた結果とから、最適な清掃ルート(最適経路)を導出する。そして、導出した最適な清掃ルートを清掃部2へ送信する。 The cleaning route calculation system 1 performs airflow behavior analysis and particulate behavior analysis in order to determine dust accumulation locations inside the facility. Then, based on the results of airflow behavior analysis and particulate behavior analysis, a dust accumulation map is created that shows where dust has accumulated inside the facility. In addition, calculations are performed to divide the internal areas of the facility into clusters based on their characteristics. The optimal cleaning route is derived from the information on the dust accumulation map and the results of dividing the internal areas of the facility into clusters. Then, the derived optimal cleaning route is transmitted to the cleaning section 2.
塵埃挙動計算部10は、CPU及びメモリなどから構成される。塵埃挙動計算部10は、計算条件入力部の一例である。
The dust
図面入力部11は、施設等の図面の入力を受け付ける。また、図面入力部11は、ユーザーが図面を作成することが出来る図面作成支援機能を備えてもよい。図面入力部11は、メモリ、入力用端末、タッチパネル及び映像出力用画面等から構成される。図面入力部11は、CPUを利用して、動作を行ってもよい。
The drawing
挙動計算部12は、塵埃の挙動を計算するための施設の内部の気流シミュレーション及び微粒子シミュレーションの計算を実行する。挙動計算部12は、解析部の一例である。
The
塵埃マップ作成部13は、挙動計算部12が実行した施設の内部の気流シミュレーション及び微粒子シミュレーションの結果をもとに、施設の内部における塵埃の蓄積している場所を示した塵埃蓄積マップを作成する。塵埃マップ作成部13は、出力用端末等を備えていてもよい。塵埃マップ作成部13は、マップ作成部の一例である。
The dust
属性判定部20は、分類部の一例である。
The
属性クラスター計算部21は、機械学習の教師なし学習のためのアルゴリズム等を使用して、施設の内部の通路及び/または部屋のクラスタリングを行う。使用するアルゴリズムは、非階層クラスター分析を行うことが出来るものであればよい。
The attribute
属性計算部22は、クラスター計算部での計算結果に基づいて、クラスターを、人による清掃が行われるクラスターと、清掃部2による清掃が行われるクラスターとに分ける分類を行う。分類は、クラスターを、人による清掃が行われるクラスターと、清掃部2による清掃が行われるクラスターとに分けるものに限らない。分類は、3つ以上に分類を行うものであってもよい。
The
清掃ルート計算部30は、CPU及びメモリなどから構成される。清掃ルート計算部30は、経路算出部の一例である。
The cleaning
塵埃クラスター計算部31は、塵埃マップ作成部13が作成した塵埃蓄積マップに基づいて、塵埃蓄積場所のクラスタリングを行う。塵埃蓄積場所は塵埃が蓄積している場所である。塵埃クラスター計算部31は、機械学習の教師なし学習のためのアルゴリズム等を使用して、塵埃蓄積場所のクラスタリングを行う。
The dust
清掃ルート決定部32は、塵埃クラスター計算部31から受け取った塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果と各塵埃蓄積場所における塵埃の蓄積量を示す情報、及び、属性計算部22から受け取った清掃すべきクラスターを特定する情報に基づいて、最適な清掃ルート(最適経路)を導出する。清掃ルート決定部32は、塵埃クラスター計算部31から受け取った情報から、塵埃の蓄積量が所定の閾値以上である塵埃蓄積場所を含む情報を抽出し、当該塵埃蓄積場所を通過する清掃ルートを導出することもできる。かかる構成を採用することにより、より効率的に清掃を行うことができる。
The cleaning
通信部33は、清掃ルート決定部32で導出された最適な清掃ルート(最適経路)を、清掃部2へ送信する。また、通信部33は、清掃ルート決定部32で導出された最適な清掃ルート(最適経路)を端末3に送信してもよい。通信部33は、送信機、受信機等から成る。また、通信部33は、LANケーブル等のケーブル及び無線LAN等のためのNIC(Network Interface Card)等を含んでいてもよい。また、通信部33は、無線通信装置等を備えていてもよい。
The
清掃部2は、自律して動作する清掃装置である。清掃部2は、自律型の清掃ロボットでもよい。 The cleaning unit 2 is a cleaning device that operates autonomously. The cleaning unit 2 may be an autonomous cleaning robot.
清掃部2は、自律して動作し、集塵及び除塵により施設の内部の清掃を行う。また、清掃部2は、拭浄を行ってもよい。 The cleaning unit 2 operates autonomously and cleans the inside of the facility by collecting and removing dust. Further, the cleaning section 2 may perform wiping.
掃除部40は、施設の床面又は壁面等からの除塵を行う。
The
集塵部41は、施設等の床面又は壁面等に蓄積している塵埃を吸引等により収拾する。集塵部41は、バキューム等の塵埃等を吸引する吸引装置等で構成される。
The
塵埃量検出部42は、集塵部41によって回収された塵埃の量を計量する。塵埃量検出部42は、重量センサを含む。重量センサは、ロードセルまたは電磁平衡式センサであってもよい。塵埃量検出部42には、重量センサ以外の各種センサが含まれてもよい。
The dust
駆動部50は、清掃部2を移動させるモータ等の動力源から成る。
The
移動部51は、清掃部2を移動させる機能を持つ。移動部51は、モータ等の動力源及び車輪等から成る。
The moving
制御部52は、駆動部50全体の動きを制御する。制御部52は、CPU及びメモリ等から成る。
The
自己位置推定部53は、清掃部2の存在する施設の内部の位置を把握する。施設の内部の位置は、相対的な位置でも絶対的な位置でもよい。自己位置推定部53は、メモリ及び各種センサ等から成る。自己位置推定部53は、CPUを利用して、動作を行ってもよい。
The self-
通信部54は、清掃ルート決定部32で導出された最適な清掃ルート(最適経路)を、清掃部2から受信する。また、清掃部2で収集された情報を清掃ルート計算部1または端末3に送信してもよい。通信部54は、送信機及び受信機等から成る。また、通信部54は、Lanケーブル等のケーブル及び無線LAN等のためのNIC(Network Interface Card)等を含んでいてもよい。また、通信部54は、無線通信装置等を備えていてもよい。
The
端末3は、入出力機能を備えた携帯可能な装置である。端末3は、塵埃蓄積マップの表示を行い、塵埃蓄積マップへの入力を受け付ける。また、入力された情報等を清掃ルート計算システム1または清掃部2に送信する。加えて、清掃ルート計算システム1または清掃部2から、塵埃蓄積マップ又は清掃部2の位置に関する情報等を受信する。端末3は、タブレット端末、スマートフォンまたはPDA等でもよい。
The
塵埃マップ表示部60は、端末3上で、塵埃マップ作成部13で作成された塵埃蓄積マップを表示する。
The dust
通信部61は、塵埃マップ作成部13で作成された塵埃蓄積マップを清掃ルート計算部30に含まれる通信部33から受信する。通信部61は、送信機及び受信機等から成る。また、通信部61は、Lanケーブル等のケーブル及び無線LAN等のためのNIC(Network Interface Card)等を含んでいてもよい。また、通信部61は、無線通信装置等を備えていてもよい。
The
表示部62は、塵埃マップ作成部13で作成された塵埃蓄積マップを画面上等に表示する。表示部62は、有機ELディスプレイまたは液晶ディスプレイ等から構成される。表示部62は、タッチパネル等を備えてもよい。
The
入力部63は、清掃を行った塵埃蓄積場所の位置等の情報を受け付ける。当該情報の入力は、端末3上において、手動で行われてもよいし、他の機器からの無線通信または有線通信によって行われてもよい。入力部63には、CPU、メモリ、通信機、キーボード等が含まれてもよい。入力部63は、タッチパネル等で構成されていてもよい。
The
(清掃ルート計算システム)
清掃ルート計算システム1の各構成要素の機能について、より詳細に説明する。
(Cleaning route calculation system)
The functions of each component of the cleaning route calculation system 1 will be explained in more detail.
清掃ルート計算システム1は、施設の内部の気流シミュレーション及び微粒子シミュレーションを行う。清掃ルート計算システム1は、サーバーに設けてもよい。施設は、例えば、商業施設である。微粒子シミュレーションの結果に基づいて、塵埃マップ作成部13は塵埃が蓄積している地点を示す塵埃蓄積マップを作成する。そして、各蓄積箇所について、その施設の内部の特徴からルールに従って分類を行い、人が清掃すべきかロボットが清掃すべきかの属性を付与していく。加えて、清掃ルート計算部30は、出力された塵埃蓄積マップから、所定の時間内に塵埃が蓄積している地点を清掃装置が巡回するための最適なルートを算出する。巡回する地点は、少なくとも1つ以上であればよいが、2つ以上であってもよい。
The cleaning route calculation system 1 performs airflow simulation and particulate simulation inside the facility. The cleaning route calculation system 1 may be provided in a server. The facility is, for example, a commercial facility. Based on the result of the particulate simulation, the dust
塵埃挙動計算部10は、施設の内部の塵埃の挙動を計算する為に、計算モデルの作成を行う。その為、塵埃挙動計算部10が、施設の内部の通路の位置、形状を特定する情報、及び/または施設の内部の部屋の位置、形状を特定する情報を決定する為に、3次元CAD(Computer-Aided Design)データなどの施設図面情報を図面入力部11に読み込む。図面入力部11が利用できるCADデータが無い場合は、図面入力部11がサーバー上で図面入力支援アプリケーションを立ち上げることによって、ユーザーが図面を作成する事ができる。
The dust
上記した施設図面情報、上記した図面の各々は施設の内部の通路の位置、形状を特定する情報、及び/または施設の内部の部屋の位置、形状を特定する情報を含んでもよい。 The above facility drawing information and each of the above drawings may include information specifying the position and shape of a passage inside the facility, and/or information specifying the position and shape of a room inside the facility.
図2は施設の内部の通路、部屋の位置、形状を鳥瞰する図の一例を示す図である。そして、上記の方法のうち、いずれかの方法によって図面入力部11が図面の入力を受け付けると、塵埃挙動計算部10が、計算モデルに対して設定する境界条件を決定する為、塵埃挙動計算部10は、施設の内部にある施設出入口、施設内の換気口、空調設備、階段の位置に関する位置情報等の入力を受け付ける。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a bird's-eye view of passages inside the facility, the positions and shapes of rooms. When the drawing
図3は図面情報に施設出入口、換気口位置、空調機器の位置及び階段位置を設定した一例を示す図である。塵埃は施設外から流入する為、施設外と通ずる施設出入口の場所及び換気口の場所によって、微粒子の流出入量が決定される。この時、塵埃挙動計算部10は、施設出入口のドアに取り付けられたセンサによって計測されたドアの一日当たりの開閉回数から微粒子流入量を決定してもよい。こうすることで、清掃ルート計算システム1は、塵埃の挙動を示すシミュレーションの精度を向上させる。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which facility entrances and exits, ventilation opening positions, air conditioner positions, and stair positions are set in drawing information. Since dust flows in from outside the facility, the amount of inflow and outflow of particulates is determined by the location of facility entrances and exits that communicate with the outside of the facility and the locations of ventilation openings. At this time, the dust
施設出入口のドアに取り付けられたセンサが利用できない場合には、塵埃挙動計算部10は、一日の平均来場者数などから平均的なドアの開閉回数を算出し、それを元に平均的な流出入する微粒子の濃度を決定してもよい。この時、塵埃挙動計算部10は、施設外部の微粒子濃度として、一般的な微粒子濃度をデフォルト値として使用してもよいが、Web上で公開されている地域毎のPM2.5分布予測情報等を元に施設外部の微粒子濃度を決定してもよい。塵埃挙動計算部10がWeb上で公開されている地域毎のPM2.5分布予測情報等を利用することで、塵埃の挙動を示すシミュレーションの精度が向上する。
If the sensor attached to the facility entrance/exit door cannot be used, the dust
流入出する微粒子の濃度を決定するための境界条件として用いられる施設出入口における風速の境界条件は、施設の外部からの自然対流の風速と人の歩行によって誘起される気流の風速の2つがある。施設の外部からの自然対流の風速については、清掃ルート計算システム1が、施設開店前などにセンサで当該風速の測定を行うか、一般的な風速の値をデフォルト値として設定する。なお、ユーザーが任意の風速の値を塵埃挙動計算部10に設定してもよい。また、人の歩行によって誘起される風速は、塵埃挙動計算部10が、一般的な人の歩行スピードから決定する。この2つの要素から施設出入口における実効的な微粒子の流入条件が決定されることになる。また、施設出入口に取り付けられた風速センサを使用して、塵埃挙動計算部10が常時測定を行うことで、実効的な微粒子の流出入の条件を直接測定することができる。
There are two boundary conditions for wind speed at facility entrances and exits, which are used as boundary conditions to determine the concentration of incoming and outgoing particulates: the wind speed of natural convection from outside the facility and the wind speed of airflow induced by people walking. Regarding the wind speed of natural convection from outside the facility, the cleaning route calculation system 1 either measures the wind speed with a sensor before the facility opens, or sets a general wind speed value as a default value. Note that the user may set an arbitrary wind speed value in the dust
換気口でも同様に空気の流入及び流出に関する条件を、塵埃挙動計算部10が入力を受け付ける。施設の環境測定などのデータを塵埃挙動計算部10が利用できれば、そのデータを塵埃挙動計算部10が、計算モデルに対して設定してもよい。施設の環境測定などのデータが無ければ、塵埃挙動計算部10は、施設出入口と同様に風速センサ等を利用して、風速のセンシングを行うか、各換気口の設定換気量等に基づいて、簡易なシミュレーションを行い、風速を決定する。
Similarly, the dust
空調機器については、風向、風量等が予め設定されている為、塵埃挙動計算部10は、設定されている風向、風量等を境界条件として設定する。
For air conditioners, the wind direction, air volume, etc. are set in advance, so the dust
階段においては、計算の対象領域である階と別の階との間で微粒子の流入出が発生することになるが、塵埃挙動計算部10は、換気口の場合と同様に、風速センサからのデータなどを利用して境界条件としての風速を決定する。
In stairs, particulates flow in and out between the floor that is the target area of calculation and another floor, but the dust
なお、施設の内部の通路の位置、形状を特定する情報、及び/または、施設の内部の部屋の位置、形状を特定する情報の設定及び境界条件を含む初期設定は、初めてシミュレーションを行う場合に行えばよい。2回目以降のシミュレーションにおいて、改めて設定する必要はない。ただし、風速及び微粒子の流入出条件は、センサ情報及び/またはWebから得られる情報に基づいて、自動的に更新してもよい。上記の方法により、ユーザーの手間を省くことができる。 In addition, the initial settings, including information that specifies the position and shape of passages inside the facility, and/or information that specifies the position and shape of rooms inside the facility, and boundary conditions must be set when performing the simulation for the first time. Just go. There is no need to set it again in the second and subsequent simulations. However, the wind speed and the inflow/outflow conditions of particulates may be automatically updated based on sensor information and/or information obtained from the Web. The above method can save the user's effort.
施設の内部の通路の位置、形状を特定する情報、及び/または、施設の内部の部屋の位置、形状を特定する情報と境界条件が決まったら、塵埃挙動計算部10は、まずは施設内の気流解析を行う。気流解析には、有限要素法及び/または有限体積法をベースとしたCFD(Computational Fluid Dynamics)の商用ソフトまたは自作のプログラムを利用してもよい。複合商業施設のような大きな領域を計算する場合には、計算負荷を減らすために、k-εモデルなどの乱流モデルが利用されてもよい。また、計算は現実的な時間で終わらせる必要がある為、清掃ルート計算システム1においては、CPU(Central Processor Unit)及び/またはGPU(Graphics Processing Unit)を利用した並列化を行ってもよい。このとき、並列化に適したアルゴリズムとして、格子ボルツマン法が利用されてもよい。GPUを利用した並列化を行って格子ボルツマン法を利用して計算を行うことで、清掃ルート計算システム1においては、通常のCPU1コアでの逐次計算と比較して千倍以上の計算の高速化が望める。このため、塵埃挙動計算部10は、比較的短い実行時間で計算を終わらせることができる。
Once information specifying the position and shape of passages inside the facility and/or information specifying the position and shape of rooms inside the facility and boundary conditions are determined, the dust
次に、気流解析の計算が終わったら、塵埃挙動計算部10は、塵埃蓄積マップ作成の為に、計算された気流に基づいた微粒子挙動の計算を行う。微粒子挙動の解析時には、塵埃挙動計算部10は、One-wayモデルと呼ばれる気流によって微粒子に働く力が決まるモデルを使用する。上記の方法により、塵埃挙動計算部10は、計算負荷を抑えることができる。One-wayモデルで使用される気流のデータは、気流解析で計算されたものが用いられてもよい。塵埃挙動計算部10は、微粒子の解析時には、抗力、重力等の力を境界条件等として用いる。塵埃挙動計算部10は、微粒子の解析と熱流体解析とを連成する場合には、浮力等の力を境界条件等として用いる。また、塵埃挙動計算部10は、粒子径及び密度については、地域毎に代表的な粒径分布が異なる場合がある為、Webから得られる情報の参照等を行い、粒径分布を決定する。もしくは、粒子径及び/または密度の情報を、ユーザーがマニュアルで設定してもよい。塵埃挙動計算部10は、粒子径及び密度のデフォルト値としては、例えば、粒径2.5μm、微粒子密度1050kg/m3等の値を使用してもよい。
Next, when the airflow analysis calculations are completed, the dust
塵埃挙動計算部10が、この微粒子解析を1日等の所定時間分行い、所定時間の間に重力沈降で施設内床面に沈降した微粒子量をカウントすることで、塵埃マップ作成部13は塵埃蓄積マップを塵埃挙動計算部10の計算結果に基づいて、作成することができる。
The dust
図4は、図面情報に施設出入口、換気口位置、空調機器の位置及び階段位置を設定した一例において、ある条件で微粒子シミュレーションを行った場合の塵埃蓄積マップの一例を示す図である。ここでは、微粒子の蓄積量をコンター図で示しており、このマップによって清掃ルート計算システム1のユーザーは施設内の清掃が必要な箇所を予め把握することができる。また、塵埃挙動計算部10は、この微粒子シミュレーションを、例えば、12日毎などの所定の時間間隔で行い、塵埃蓄積マップを更新していく。その際には、前回行ったシミュレーションによる塵埃蓄積マップを初期値として、当該初期値に今回行ったシミュレーションによる塵埃蓄積マップの計算値を加算することにより、塵埃蓄積マップが更新されていくことになる。ここで作成された塵埃蓄積マップは、塵埃挙動計算部10から清掃ルート計算部30に渡されることになる。なお、塵埃マップ作成部13は、作成した塵埃蓄積マップを、通信部33を通じて、端末3に送信してもよい。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a dust accumulation map when a particulate simulation is performed under certain conditions in an example in which the drawing information includes facility entrances, ventilation opening positions, air conditioner positions, and stair positions. Here, the accumulated amount of particulates is shown in a contour diagram, and this map allows the user of the cleaning route calculation system 1 to grasp in advance the areas in the facility that require cleaning. Further, the dust
次に、属性判定部20において、属性クラスター計算部21が施設内の通路及び/または部屋のクラスタリングを行う。属性クラスター計算部21は、クラスタリングには機械学習の教師なしアルゴリズムであるk-means法、サポートベクターマシーン、ランダムフォレストなど種々のアルゴリズムのうちのいずれかを使用する。アルゴリズムへの入力は、施設内部の複数の部屋の平面形状と前記複数の部屋の位置を示す情報と、施設内部の複数の通路の平面形状と前記複数の通路の位置を示す情報であり、アルゴリズムからの出力は、複数の部屋それぞれのインデックスと複数の通路それぞれのインディクスであってもよい。
Next, in the
図5はクラスタリングの一例を示す図である。図5によると、属性クラスター計算部21によって、通路の細さ、または、曲がり角の数に応じて、施設の内部の通路のクラスタリングが行われている事が分かる。なお、ここでは表示を分かりやすくするため、部屋のクラスター化は行っていないが、店舗、トイレなどの通路以外の施設の内部の領域にもクラスタリングを行ってもよい。
FIG. 5 is a diagram showing an example of clustering. According to FIG. 5, it can be seen that the attribute
次に、クラスタリングの結果を属性計算部22に渡し、人が清掃するか、清掃部2が清掃を行うかを、クラスターの特徴に応じて、判定を行う。ロボティクス技術及びセンシング技術は、清掃部2が移動及び障害物検知を行うために十分な精度を有していない。この為、清掃部2が、商品が陳列されている場所を清掃している過程で商品を落下させる可能性がある。また、図5のクラスター3のように、距離は長くないものの、曲がり角の多い領域は清掃部2が曲がり角ごとに回転する必要が生じ、時間を浪費する可能性が高い。一方で大きな通路は障害物が少ないが、領域としては商業施設内の大部分の領域を占める。こういった箇所は清掃部2による清掃の方が効率的である。
Next, the clustering results are passed to the
属性計算部22が各クラスターの特徴に応じて各クラスターの属性を判定し、各クラスターに属性を示す属性情報を付与する。属性計算部22は、すべてのクラスターから、清掃部2が清掃すべきでないクラスターを除き、清掃部2が清掃すべきクラスターを特定する情報を清掃ルート決定部32に渡す。清掃すべきクラスターを特定する情報は、図6に示すロボット清掃領域を特定する情報であってもよい。清掃すべきクラスターを特定する情報は、図5に示すクラスター1、クラスター2、クラスター4~クラスター10のそれぞれを特定する情報の集合、つまり、{クラスター1を特定する集合、クラスター2を特定する情報、クラスター4を特定する情報~クラスター10を特定する情報}であってもよい。施設内部の構造(すなわち、施設の内部の通路の位置、形状、及び/または施設の内部の部屋の位置、形状)を特定する図面を2次元平面上で記述した場合、クラスターiを特定する情報は、当該2次元平面においてクラスターiに含まれる座標を示す情報の集合であってもよい。このことにより、清掃ルート計算部30が最適清掃ルート(最適経路)を計算する時に、局所解に陥ることを防ぐことができ、清掃部2による清掃作業を効果的なものにする最適清掃ルート(最適経路)を導出することが出来る。
The
図6は、属性計算部22が属性を判定した結果を反映したロボットが清掃すべき領域と人が清掃すべき領域を示した一例である。
FIG. 6 is an example showing an area to be cleaned by a robot and an area to be cleaned by a person, reflecting the result of attribute determination by the
属性の判定においては、商業施設の性質を鑑みて、属性計算部22が、次のように属性を決定する。
In determining the attributes, the
1.店舗内かどうか
店舗内では清掃部2が清掃作業中に陳列された商品を落下させる可能性がある。この為、店舗内は人が清掃した方が適切である。属性計算部22は、クラスターが店舗である場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
1. Whether inside a store: Inside a store, there is a possibility that the cleaning department 2 may drop the displayed products during cleaning work. For this reason, it is more appropriate for the inside of the store to be cleaned manually. When the cluster is a store, the
2.領域内の曲がり角の個数が閾値以上
クラスター内部に多数の曲がり角が存在した場合に、その領域を清掃するために清掃部2は何度も方向転換を行う必要があり、清掃距離が短い場合でも、清掃部2による清掃に時間を要する。この為、このような領域は清掃部2での清掃には向いておらず、人が清掃した方が適切である。領域当たりの曲がり角の数の閾値としては、例えば、8個などを使用してもよい。属性計算部22は、クラスターの領域内に存在する曲がり角の個数が、閾値(例えば8個)以上である場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
2. The number of curved corners in the area is greater than or equal to the threshold If there are a large number of curved corners inside the cluster, the cleaning unit 2 needs to change direction many times in order to clean that area, and even if the cleaning distance is short, Cleaning by the cleaning section 2 takes time. For this reason, such an area is not suitable for cleaning by the cleaning unit 2, and it is more appropriate to clean it manually. For example, eight may be used as the threshold for the number of turns per region. When the number of curved corners existing in the area of a cluster is equal to or greater than a threshold value (e.g., eight), the
3.出入口の個数が1つしかなく、その通路の幅が閾値以下である部屋
例えば、トイレは通常出入口が1つしかなく、またその出入口の通路は細い。この為、清掃部2が入った際に、部屋から出られなくなる可能性がある。この為、このような閉鎖的な施設の内部の領域で、かつ、出入口の通路の幅が閾値以下である場合には、清掃部2による清掃は適切ではなく、人が行う方が適切である。ただし、改装等により出入口が広がった場合、または、改装等により通路が十分広くなった場合には、清掃部2による清掃が可能となる。通路の幅の閾値としては、例えば、100cm等を使用してもよい。属性計算部22は、クラスターの領域内に存在する部屋の出入口の個数が1つであり、かつ、部屋の出入口の通路の幅が閾値(例えば、100cm)以下である場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
3. A room where the number of entrances and exits is only one, and the width of the passageway is less than a threshold value.For example, a toilet usually has only one entrance and exitway, and the passageway of the entranceway is narrow. For this reason, when the cleaning unit 2 enters the room, there is a possibility that the user will not be able to leave the room. For this reason, if the area is inside such a closed facility and the width of the entrance/exit passage is less than the threshold value, cleaning by the cleaning unit 2 is not appropriate and it is more appropriate to do it manually. . However, if the entrance is widened due to renovation or the like, or if the passage becomes sufficiently wide due to renovation or the like, cleaning by the cleaning section 2 becomes possible. For example, 100 cm or the like may be used as the threshold for the width of the passage. The
4.通路の幅が閾値以下
施設内には通路の幅が狭い箇所が存在する。このような狭い通路は、清掃部2が壁との衝突を避ける為、何度も方向転換をする必要がある可能性が高い。この為、このような領域は清掃部2による清掃に適さず、人が清掃する方が適切である。通路の幅の閾値としては、100cm等を使用してもよいが、例えば、90cm等を使用してもよい。属性計算部22は、クラスターの領域内に存在する通路の幅の最小値が、閾値(例えば、90cm)以下である場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
4. The width of the aisle is below the threshold There are places within the facility where the width of the aisle is narrow. In such a narrow passage, there is a high possibility that the cleaning unit 2 will need to change direction many times to avoid collision with the wall. For this reason, such an area is not suitable for cleaning by the cleaning unit 2 and is more suitable for cleaning by a person. Although 100 cm or the like may be used as the threshold for the width of the passage, for example, 90 cm or the like may be used. When the minimum value of the width of the passage existing in the area of a cluster is less than or equal to a threshold value (for example, 90 cm), the
5.領域内に段差がある場所
経路の途中に段差がある場合、清掃部2の移動が停止する可能性がある。このような領域は清掃部2による清掃に適さず、人が清掃した方が適切である。属性計算部22は、クラスターの領域内に段差がある場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
5. Place where there is a step in the area If there is a step in the middle of the route, the movement of the cleaning unit 2 may stop. Such areas are not suitable for cleaning by the cleaning unit 2 and are more suitable for cleaning by humans. If there is a step within the area of the cluster, the
6.清掃部2と物理的な距離が閾値以上の領域
該当領域の塵埃の蓄積量が十分大きい場合、該当領域が清掃部2の出発点から離れた場所にあっても、清掃ルートに指定される可能性がある。この場合には、集塵回収量は最適となるが、他の多くの塵埃蓄積箇所が清掃部2によって清掃されない可能性がある。したがって、清掃部2の出発地点から閾値以上離れている場合には、人が清掃した方が適切である。清掃部2との物理的な距離の閾値は、例えば、直線距離で700m等を使用してもよい。属性計算部22はクラスターの領域の重心の位置と、清掃開始位置との距離が、閾値(例えば、直線距離で700m)以上である場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
6. An area where the physical distance from the cleaning unit 2 is greater than a threshold If the amount of accumulated dust in the area is sufficiently large, the area can be designated as the cleaning route even if it is located far from the starting point of the cleaning unit 2. There is sex. In this case, although the amount of dust collected and recovered is optimal, there is a possibility that many other dust accumulation locations will not be cleaned by the cleaning unit 2. Therefore, if the distance from the starting point of the cleaning section 2 is equal to or more than the threshold value, it is more appropriate for the cleaning to be carried out by a person. The threshold value of the physical distance to the cleaning unit 2 may be, for example, 700 m in straight line distance. If the distance between the center of gravity of the cluster area and the cleaning start position is equal to or greater than a threshold value (for example, 700 m in straight line distance), the
7.クラスター内の微粒子分布の偏りが閾値以上
塵埃の蓄積量が同じであっても、クラスター内の特定の場所に、集中的に塵埃が蓄積している場合、人が清掃しても、清掃部2が清掃しても短時間に清掃することができる。逆に、クラスター内に満遍なく塵埃が蓄積している場合には、清掃が必要な面積が広くなるため人が清掃しても、清掃部2が清掃しても、清掃に時間がかかる。このような場合、清掃員側の負担を減らすという観点では、後者を清掃部2が清掃してもよい。この為、クラスター内の微粒子分布の偏りが閾値以上の場合には、人が清掃した方が適切である。属性計算部22は、偏りの判定にクラスター内の微粒子分布の標準偏差を使用すればよい。属性計算部22は、クラスターの領域内の微粒子の分布の偏りが、閾値以上である場合、当該クラスターは人が清掃すべき領域であると決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択しない。
7. The deviation of the particle distribution within the cluster is greater than the threshold Even if the amount of accumulated dust is the same, if dust is concentrated in a specific place within the cluster, even if a person cleans it, the cleaning part 2 can be cleaned in a short period of time. On the other hand, if dust is evenly accumulated in the cluster, the area that needs to be cleaned becomes large, so cleaning takes time whether it is done by a person or by the cleaning unit 2. In such a case, the latter may be cleaned by the cleaning section 2 from the viewpoint of reducing the burden on the cleaning staff. For this reason, if the deviation of the particle distribution within the cluster is equal to or greater than the threshold value, it is more appropriate to clean it manually. The
8.人の往来が閾値以上の場所
清掃ルート計算システム1は、施設及び/または各店舗への来場者数から施設内動線推定を行ってもよい。この場合、フロア毎または時間毎の人の往来の頻度を、施設内動線推定に利用する。人の往来が多い場所は、混雑の為に施設開店時間中に清掃員が清掃作業を行いにくい。このため、上記のような領域においては、夜間に清掃部2による清掃が行われてもよい。この為、対象領域内の人の往来頻度が閾値以上の場合には、対象領域内を清掃部2が清掃した方が適切である。属性計算部22はクラスターの領域への人の往来の頻度が、閾値以上である場合、当該クラスターは清掃部2が清掃すべき領域と決定する。すなわち、属性計算部22は、当該クラスターを清掃部2が掃除すべきクラスターとして選択する。
8. Places where the traffic of people is more than a threshold The cleaning route calculation system 1 may estimate the flow line within the facility from the number of visitors to the facility and/or each store. In this case, the frequency of people coming and going on each floor or each hour is used to estimate the flow line within the facility. In places with a lot of foot traffic, it is difficult for cleaning staff to perform cleaning work during opening hours due to congestion. Therefore, in the above areas, cleaning may be performed by the cleaning unit 2 at night. Therefore, when the frequency of people coming and going in the target area is equal to or higher than the threshold value, it is more appropriate for the cleaning unit 2 to clean the inside of the target area. When the frequency of people coming and going to a cluster area is equal to or higher than a threshold value, the
9.1から7のいずれにも該当しない場所
この場合には、人よりも清掃部2が清掃した方が適切である。
9. Locations that do not fall under any of 1 to 7 In this case, it is more appropriate for the cleaning department 2 to clean the area than by a person.
上記1~9に示したルールは属性判定の一例であり、これ以外のルールについても必要に応じて設定してもよい。この属性判定に関する計算は、施設改装などの理由で施設の内部の通路の位置、形状を特定する情報、及び/または、施設の内部の部屋の位置、形状を特定する情報が変化しない限りは、最初に一度だけ実行しておけばよい。 The rules 1 to 9 above are examples of attribute determination, and other rules may be set as necessary. Calculations related to this attribute determination will be performed as long as the information specifying the position and shape of passages inside the facility and/or the position and shape of rooms inside the facility do not change due to facility renovation or other reasons. You only need to run it once at the beginning.
図7は図面情報に施設出入口、換気口位置、空調機器の位置及び階段位置を設定した一例において、ある条件で微粒子シミュレーションを行った場合の塵埃蓄積マップの一例における塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果の一例を示す図である。清掃ルート計算部30は塵埃挙動計算部10で計算された塵埃蓄積マップを塵埃クラスター計算部31に渡し、塵埃蓄積場所のクラスタリングを行う。塵埃クラスター計算部31は、クラスタリングに機械学習の教師なしアルゴリズムであるk-means法やサポートベクターマシーン、ランダムフォレストなど種々のアルゴリズムのいずれかを使用する。このクラスタリングにより、塵埃の蓄積箇所の各々はいずれかのクラスターに所属することになる為、塵埃の蓄積箇所の各々に離散的なインデックスが振られることになる。
Figure 7 shows the results of clustering dust accumulation locations in an example of a dust accumulation map when a particulate simulation is performed under certain conditions in an example in which facility entrances and exits, ventilation opening locations, air conditioner locations, and staircase locations are set as drawing information. It is a figure showing an example. The cleaning
塵埃クラスター計算部31が塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果は、{(第1の塵埃蓄積場所を特定する情報、第1の塵埃蓄積場所のインデックス)、(第2の塵埃蓄積場所を特定する情報、第2の塵埃蓄積場所のインデックス)、・・・}であってもよい。施設内部の構造を示す図面を2次元平面上で記述した場合、第iの塵埃蓄積場所を特定する情報は、当該クラスターiの面積重心を示す座標であってもよい。
The result of clustering the dust accumulation locations by the dust
塵埃クラスター計算部31は塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果に、各塵埃蓄積場所における塵埃の蓄積量を示す情報を追加した情報を生成してもよい。つまり、塵埃クラスター計算部31は{(第1の塵埃蓄積場所を特定する情報、第1の塵埃蓄積場所における塵埃の蓄積量、第1の塵埃蓄積場所のインデックス)、(第2の塵埃蓄積場所を特定する情報、第2の塵埃蓄積場所における塵埃の蓄積量、第2の塵埃蓄積場所のインデックス)、・・・}なる情報を生成してもよい。
The dust
清掃ルート決定部32は、塵埃クラスター計算部31から受け取った塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果と各塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す情報、及び、属性計算部22から受け取った清掃すべきクラスターを特定する情報に基づいて、清掃ルートの決定を行う。施設内の清掃作業においては、清掃部2は、広大な施設の敷地内を4~5時間などの限られた時間内に終える必要がある。この為、清掃部2は、塵埃蓄積マップに示される全ての塵埃蓄積場所を清掃する事は出来ない。このため、清掃ルート決定部32は、所定の時間という制約の中で清掃量を最大化するという最適化問題を解く。このような最適化問題は、多くの最適化アルゴリズムが利用される。利用される最適化アルゴリズムの多くは離散的最適化手法であり、塵埃クラスター計算部31が決定したしたように、予め塵埃蓄積場所に離散的なインデックスが振られている必要がある。清掃ルート決定部32が、最適化に使用するアルゴリズムは、遺伝的アルゴリズム、シミュレーテッドアニーリング、量子アニーリング等が想定される。
The cleaning
清掃ルート決定部32は、塵埃クラスター計算部31から受け取った「第1の塵埃蓄積場所を特定する情報、第2の塵埃蓄積場所を特定する情報、・・・」の各々が、属性計算部22から受け取った「清掃すべきクラスターを特定する情報」に含まれるかを確認する。そして、清掃すべきクラスターを特定する情報に当該塵埃蓄積場所を特定する情報が含まれる場合、その(塵埃蓄積場所を特定する情報、塵埃蓄積場所における塵埃の蓄積量、塵埃蓄積場所のインデックス)なる情報を採用し、採用した情報の集合{(清掃すべきクラスターに含まる塵埃蓄積場所1、清掃すべきクラスターに含まる塵埃蓄積場所1における塵埃の蓄積量、清掃すべきクラスターに含まる塵埃蓄積場所1のインデックス)、(清掃すべきクラスターに含まる塵埃蓄積場所2、清掃すべきクラスターに含まる塵埃蓄積場所2における塵埃の蓄積量、清掃すべきクラスターに含まる塵埃蓄積場所2のインデックス)、・・・}を決定する。この情報を用いて、上記した最適化アルゴリズムを利用する。
The cleaning
なお、上記のような離散最適化手法ではなく、連続的最適化を行うアルゴリズムがあれば、清掃ルート決定部32は、当該アルゴリズムを使用して経路最適化を行ってもよい。その場合には、清掃ルート計算部30は、塵埃蓄積箇所のクラスタリングを行う必要は無い。
Note that if there is an algorithm that performs continuous optimization instead of the discrete optimization method as described above, the cleaning
清掃ルート決定時には、ユーザーは清掃部2が出発する地点、清掃を終える地点、及び清掃を終えるための所要時間を、清掃ルート計算システム1に入力する。上記の情報を用いて、清掃ルート決定部32が、最適化アルゴリズムによって、制約付き離散最適化問題を解くことによって、所定時間内に清掃量を最大化する最適清掃ルートを導出する。ここで、所定時間内に清掃量を最大化するとは、厳密に最大化することを意味しなくてもよい。最大化するにあたって、理論上の最大値の近傍の値を採用してもよい。また、最大化とは、局所的な最大化であってもよい。
When determining a cleaning route, the user inputs into the cleaning route calculation system 1 the starting point of the cleaning section 2, the point where the cleaning ends, and the time required to complete the cleaning. Using the above information, the cleaning
図8は、図面情報に施設出入口、換気口位置、空調機器の位置及び階段位置を設定した一例において、ある条件で微粒子シミュレーションを行った場合の塵埃蓄積マップの一例における塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果の一例をもとに最適化アルゴリズムで決定された清掃ルートの一例を示す図である。ここでは、清掃ルート計算部30は、清掃部2の出発地点と終了地点に同じ場所を設定している。図8では清掃時間の制約条件の下で、全ての塵埃蓄積場所を清掃するルートは無い事を表しており、清掃ルートから外れた場所は清掃員等による清掃が必要な領域として残ることになる。この算出された最適清掃ルートは通信部33を通じて、清掃部2へ送られる。
Figure 8 shows the results of clustering dust accumulation locations in an example of a dust accumulation map when a particulate simulation is performed under certain conditions in an example in which facility entrances and exits, ventilation opening locations, air conditioner locations, and staircase locations are set in the drawing information. It is a figure which shows an example of the cleaning route determined by the optimization algorithm based on an example. Here, the cleaning
(清掃部)
清掃部2は、掃除部40と駆動部50を持つ。掃除部40は、施設の床または壁面に蓄積している塵埃を清掃する集塵部41を持つ。この集塵部41により集塵された塵埃は集塵部41の内部に蓄えられる。集塵部41の内部の塵埃量検出部42は、回収された塵埃の量を計量する事ができる。
(Cleaning Department)
The cleaning section 2 has a
駆動部50によって清掃部2は目的の清掃場所へ移動することができる。移動部51は清掃部2を移動させるためのものであり、車輪等の一般的な移動手段である。制御部52は、移動部51を制御し、車輪の回転量及び清掃部2の方向転換(水平方向における回転)等を制御する事で、任意の場所に清掃部2を移動させる。この際に、自己位置推定部53は、制御部52による車輪及び清掃部2の回転角度を読み取る事で、上記の情報を入力情報として、現在の清掃部2の位置を推定する。自己位置推定にはカルマンフィルタなどのデータ同化アルゴリズムを使用してもよい。なお、清掃部2はレーザーなどの光源を備え、そのレーザーのToF(Time of Flight)から位置を推定してもよい。そして、通信部54は清掃ルート計算システム1で計算された最適清掃ルートに関する情報を受け取り、その情報を制御部52へ送る。この受信した最適清掃ルートと清掃部の位置の推定結果を組み合わせる事で、清掃部2は最適清掃ルートに沿った清掃作業を行う事ができる。更に、塵埃量検出部42によって、施設内の塵埃の蓄積していた場所と蓄積していた塵埃の量も知ることができる。清掃部2は清掃の途中もしくは清掃が完了した所定のタイミングで、清掃部2が実際に清掃作業を行った場所、及び、塵埃量検出部42が検出した清掃部2が回収した塵埃の量に関する情報を清掃ルート計算システム1に送信する。塵埃マップ作成部13は清掃作業を行った場所と回収された塵埃の量に関する情報を塵埃蓄積マップに反映する。具体的には、塵埃マップ作成部13は生成した塵埃蓄積マップにおいて、清掃ルートに指定された領域であって、清掃部2が実際に通過した領域を他の領域と区別できるように表示してもよい。例えば、塵埃マップ作成部13は、清掃部2が通過した領域を、塵埃蓄積マップ上でグレーアウトするか塵埃蓄積マップから消去してもよい。塵埃マップ作成部13は、塵埃蓄積マップ上で、清掃された領域を表示する方法とまだ清掃されていない領域の表示方法が異なるデータを生成してもよい。塵埃マップ作成部13は、清掃部2から送信された、清掃部2が実際に清掃作業を行った場所、回収された塵埃の量に関する情報に基づいて、再度塵埃蓄積マップを作成するための計算を行い、塵埃蓄積マップを更新してもよい。更新された塵埃蓄積マップは、通信部54及び通信部61を通じて、清掃部2及び端末3に送信されてもよい。
The cleaning unit 2 can be moved to a target cleaning location by the
図9は最適清掃ルート等の表示方法の一例を示す図である。図9に示すように、清掃ルート計算システム1は、清掃部2が清掃した場所または経路上で、例えば、コンター図の表示を初期設定のままにし、清掃を行わなかった領域では、コンター図の表示を破線から実線に変更した塵埃蓄積マップを生成する。そして、更新された塵埃蓄積マップが通信部33を通じて端末3又は清掃ルート計算システム1へ送信される。端末は、更新された塵埃蓄積マップを表示する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method of displaying optimal cleaning routes and the like. As shown in FIG. 9, the cleaning route calculation system 1, for example, leaves the contour map displayed at the initial setting on the place or route cleaned by the cleaning unit 2, and displays the contour map in the area where cleaning was not performed. Generate a dust accumulation map with the display changed from broken lines to solid lines. The updated dust accumulation map is then transmitted to the
こうすることで、清掃員が塵埃蓄積マップ上で、清掃済みの部分と未清掃の部分を識別できる為、清掃員の清掃効率が高まる。 By doing this, the cleaning staff can identify cleaned areas and uncleaned areas on the dust accumulation map, thereby increasing the cleaning efficiency of the cleaning staff.
(端末)
端末3は商業施設管理者または施設内の清掃員が使用する。端末3は清掃部2から送られてくる塵埃蓄積マップを表示部62に表示する。例えば、夜間に清掃部2が清掃を行い、清掃員が翌朝、清掃結果が反映されている塵埃蓄積マップを確認することで、清掃員による清掃が必要な領域を確認し、清掃活動に臨む。こうすることで、清掃員による清掃が必要な領域が塵埃蓄積マップ上で可視化される。また、端末3は清掃員の清掃結果を反映するための入力部63を備えている。清掃員が入力部63から、清掃員が清掃した領域に関する情報を清掃ルート計算システム1に入力する。塵埃マップ作成部13は、清掃員が実際に清掃した場所の残存する塵埃の量をゼロとして塵埃蓄積マップに反映する。これにより、最新の塵埃蓄積場所に関する情報が塵埃蓄積マップ上にアップデートされ、最新の塵埃蓄積場所に関する情報が、清掃ルート計算システム1によって、微粒子シミュレーションにおける微粒子蓄積状態の初期条件として使われる。
(terminal)
The
以下ではフローチャートを使って、システムの全体の流れを説明する。 The overall flow of the system will be explained below using a flowchart.
(清掃ルート計算システム)
図10は清掃ルート計算システムのフローチャートである。
(Cleaning route calculation system)
FIG. 10 is a flowchart of the cleaning route calculation system.
まず、清掃ルート計算システムの電源が入ると、清掃ルート計算システム1は初期設定が必要かどうかを判定する(ステップS100)。既に清掃ルートの計算が行われたことがあり、清掃ルート計算システム1の初期設定が必要でない場合(ステップS100でNo)、清掃ルート計算システム1は、前回の清掃結果を反映した更新された塵埃蓄積マップを読み込む(ステップS101)。初回の起動時など前回の計算結果等の読み込めるデータ、例えば、更新された塵埃蓄積マップ、がなく、清掃ルート計算システム1の初期設定が必要な場合(ステップS100でYes)、清掃ルート計算システム1は、初期設定を行う。 First, when the cleaning route calculation system is powered on, the cleaning route calculation system 1 determines whether initial settings are required (step S100). If the cleaning route calculation system 1 has already been calculated and initial settings of the cleaning route calculation system 1 are not required (No in step S100), the cleaning route calculation system 1 calculates the updated dust that reflects the previous cleaning results. The accumulation map is read (step S101). When the cleaning route calculation system 1 needs to be initialized (Yes in step S100) because there is no readable data such as the previous calculation result, such as an updated dust accumulation map, such as at the time of initial startup (Yes in step S100), the cleaning route calculation system 1 performs initial settings.
次に、図面入力部11は、図面入力部11が施設内部の構造を特定する情報、例えば、施設の図面情報を保持するか否かを判定する(ステップS102)。施設の図面情報がある場合(ステップS102でYes)、清掃ルート計算システム1は、図面の読み込みを行う(ステップS104)。施設の図面が無い場合は(ステップS102でNo)、図面入力部11はサーバー上で図面入力支援アプリケーションを起動し、ユーザーは当該図面入力支援アプリケーションを用いて図面を作成する。図面入力部11は作成された図面を読み込む(ステップS103)。図面の作成を行う際には、清掃ルート計算システム1において、支援作成画面が起動し、ユーザーが図面を作成する。
Next, the drawing
そして、図面のび読み込みが終わったら、各クラスターに属性を示す属性情報が付与されているかを調べる(ステップS105)。属性情報が付与されていない場合は(ステップS105でNo)、属性クラスター計算部21は、図面情報に基づいて、施設内部の通路のそれぞれのクラスタリング及び/または部屋のそれぞれのクラスタリングを行う(ステップS106)。
After reading the drawing, it is checked whether attribute information indicating an attribute has been added to each cluster (step S105). If attribute information is not provided (No in step S105), the attribute
属性計算部22は、クラスタリングされたクラスター毎にクラスターの属性を判定し、各クラスターに属性を示す属性情報を付与する(ステップS107)。属性計算部22は、クラスターの特徴によって、当該クラスターについて、清掃部2が清掃すべき領域と、人が清掃すべき領域とを判定する。
The
属性情報がある場合は(ステップS105でYes)、属性計算部22は、属性情報を読み込む(ステップS108)。なお、ステップS108は、後述するステップS116の直前に行われてもよい。
If there is attribute information (Yes in step S105), the
挙動計算部12は換気口の位置、施設の出入口、階段位置、空調設備の位置およびそれぞれの風速並びに圧力などの境界条件の設定を行う(ステップS109)。
The
挙動計算部12は、境界条件の設定後、施設の内部の通路の位置、形状を特定する情報、及び/または、施設の内部の部屋の位置、形状を特定する情報と境界条件から計算モデルを作成する(ステップS110)。
After setting the boundary conditions, the
挙動計算部12は、施設の内部の気流解析を行う(ステップS111)。気流解析が終わったら、挙動計算部12は、気流解析の結果と微粒子の挙動解析のためのモデルとを連成し、微粒子の挙動解析を行う(ステップS112)。これによって、挙動計算部12は、施設の内部の微粒子の挙動及び床への微粒子の蓄積場所を把握することができる。
The
この微粒子解析が終了すると、挙動計算部12は、微粒子解析の結果に基づいて、床へ重力沈降した微粒子の量を解析する。この解析結果に基づいて、塵埃マップ作成部13は塵埃蓄積マップを作成する(ステップS113)。塵埃クラスター計算部31は、この塵埃蓄積マップを用いて、塵埃蓄積場所のクラスタリングを行う(ステップS114)。
When this particle analysis is completed, the
清掃ルート決定部32は、ユーザーから清掃部2の清掃時間の入力を受け付ける(ステップS115)。清掃ルート決定部32は、清掃時間、塵埃クラスター計算部31から受け取った塵埃蓄積場所をクラスタリングした結果と各塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す情報、及び、属性計算部22から受け取った清掃すべきクラスターを特定する情報に基づいて、最適な清掃ルート(最適経路)を決定する(ステップS116)。すなわち、清掃ルート決定部32は、所定時間内に各塵埃蓄積場所を通過するという条件の下で、清掃作業の効率を最大化するという目的の最適解である経路を決定する。
The cleaning
そして、清掃ルート計算システム1は、決定された清掃ルート(最適経路)を清掃部2へ送信する(ステップS117)。 Then, the cleaning route calculation system 1 transmits the determined cleaning route (optimal route) to the cleaning unit 2 (step S117).
(自律型清掃装置)
図11は、清掃部2のフローチャートである。
(Autonomous cleaning device)
FIG. 11 is a flowchart of the cleaning section 2.
清掃部2は清掃ルート計算システム1から送られてくる経路を受信したか否かを判定する(ステップS200)。清掃部2は、経路を受信しなかった場合は(ステップS200でNo)、経路を受信したか否かの判定を継続する。清掃部2が経路を受信した場合は(ステップS200でYes)、清掃部2は、受信した経路に基づいた清掃作業を開始する。 The cleaning unit 2 determines whether or not it has received the route sent from the cleaning route calculation system 1 (step S200). If the cleaning unit 2 has not received the route (No in step S200), it continues to determine whether the route has been received. If the cleaning unit 2 receives the route (Yes in step S200), the cleaning unit 2 starts cleaning work based on the received route.
次に、清掃部2は、清掃ルートに含まれる地点へ移動する(ステップS201)。そして、清掃部2は、移動した先の場所にある塵埃を除塵する(ステップS202)。 Next, the cleaning unit 2 moves to a point included in the cleaning route (step S201). The cleaning unit 2 then removes dust from the location to which the robot has moved (step S202).
そして、清掃部2は、除塵量を判定する(ステップS203)。その後、移動部51に含まれる車輪の回転量及び清掃部2に含まれる各種センサによるセンシングの結果に基づいて清掃部2の存在する位置の推定を行う(ステップS204)。
The cleaning unit 2 then determines the amount of dust removed (step S203). Thereafter, the location of the cleaning section 2 is estimated based on the amount of rotation of the wheels included in the moving
そして、清掃部2は、清掃作業を終えると端末3へ清掃結果を送信する(ステップS205)。なお、ここでは夜間に清掃部2を駆動する事を想定している為、最終結果を送信しているが、日中に清掃部2を駆動する場合には、途中結果を送信するステップを含んでもよい。 Then, when the cleaning unit 2 finishes the cleaning work, it transmits the cleaning result to the terminal 3 (step S205). Note that since it is assumed here that the cleaning unit 2 is driven at night, the final results are transmitted, but when the cleaning unit 2 is driven during the day, a step of transmitting intermediate results is not included. But that's fine.
(端末)
図12は端末3のフローチャートである。
(terminal)
FIG. 12 is a flowchart of the
端末3は清掃部2から送られてくる清掃結果を反映した塵埃蓄積マップを表示する。まず、端末3は、清掃ルート計算システム1から送信される最適清掃ルート(最適経路)を受信する(ステップS300)。次に、端末3は、清掃部2によって清掃されていない清掃するべき領域を表示する(ステップS301)。そして、清掃員は清掃部2によって清掃されておらず、清掃員による清掃が必要な領域を清掃した後に、清掃員の清掃結果を端末3に登録する(ステップS302)。そして、端末3は、清掃ルート計算システム1へ清掃員の清掃結果を送信する(ステップS303)。
The
(効果等)
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、施設内部の情報を含む計算条件を受け付ける計算条件入力部と、前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析部と、前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成部と、所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類部と、第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出部と、を備え、前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路である。
(Effects, etc.)
A cleaning route determining device according to an aspect of the present disclosure includes a calculation condition input unit that receives calculation conditions including information inside the facility, and analyzes the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions. an analysis unit, and creates a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the results of the analysis. a map creation unit; a classification unit that selects one or more clusters from one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions; and a first route determined from the second plurality of routes. a route calculation unit, each of the second plurality of routes cleaning at least one dust accumulation place included in the selected one or more clusters among the one or more dust accumulation places. This is the route that the part passes within a predetermined period of time.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する第1の経路を決定する。掃除部はこの経路に沿って掃除することで、施設内部を定められた時間内に効率よく清掃することが出来る。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure determines a first route in which the cleaning unit passes through at least one dust accumulation location included in one or more selected clusters within a predetermined time. . By cleaning along this route, the cleaning section can efficiently clean the inside of the facility within a predetermined time.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記第1の経路に含まれるすべての塵埃蓄積場所の塵埃の量の合計は複数の合計のうち最も大きく、前記複数の合計のそれぞれは、前記第2の複数の経路の各々に含まれる全ての塵埃蓄積場所の塵埃の量の合計である。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, the total amount of dust in all dust accumulation locations included in the first route is the largest among a plurality of totals, and each of the plurality of totals is This is the total amount of dust at all dust accumulation locations included in each of the second plurality of routes.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、塵埃の量を大きくできる掃除ルートを掃除部に提供でき、掃除部はこの経路に沿って掃除することで、施設内部を効率よく清掃することが出来る。 As a result, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure can provide the cleaning section with a cleaning route that can increase the amount of dust, and the cleaning section can efficiently clean the inside of the facility by cleaning along this route. You can.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記施設内部に含まれる複数の領域を、機械学習によって、一または複数のクラスターにクラスタリングする属性クラスター計算部を更に備え、前記分類部による前記選択は、前記一または複数のクラスターの各々の特徴に基づく。 The cleaning route determining device according to an aspect of the present disclosure further includes an attribute cluster calculation unit that clusters a plurality of areas included inside the facility into one or more clusters by machine learning, and the cleaning route determination device according to an aspect of the present disclosure is based on the characteristics of each of the one or more clusters.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、施設内部の領域を特徴毎に分類し、清掃部による清掃が行われることが適切な塵埃の蓄積している可能性の高い箇所を効率的に選択することで、施設内部の塵埃の蓄積している可能性の高い箇所を効率的に清掃することが出来る。 As a result, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure classifies areas inside the facility according to characteristics, and identifies areas with a high possibility of dust accumulation that are appropriate for cleaning by the cleaning unit. By selecting efficiently, it is possible to efficiently clean areas within the facility where dust is likely to accumulate.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターが店舗である場合、前記分類部は前記選択対象のクラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, when the cluster to be selected is a store, the classification unit does not select the cluster to be selected.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、清掃部が店舗内の商品を落下させること等を防ぎ、ユーザーにとって満足度の高い清掃を行うことが出来る。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure can prevent the cleaning unit from dropping products in the store, and can perform cleaning with high satisfaction for the user.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域内に存在する曲がり角の個数が、第1の閾値以上である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, the classification unit does not select the selection target cluster when the number of turns existing in the area of the selection target cluster is equal to or greater than a first threshold.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、清掃部が、曲がり角が所定値以上多い領域を清掃することを禁止することにより、清掃の効率が下がることを防止する。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure prevents the cleaning efficiency from decreasing by prohibiting the cleaning unit from cleaning an area where the number of turns is greater than a predetermined value.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域内に存在する部屋の出入口の個数が1つであり、かつ、前記部屋の出入口の通路の幅が第2の閾値以下である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, the number of entrances and exits of the room existing in the area of the cluster to be selected is one, and the width of the passage of the entrance and exit of the room is a second threshold value. In the following cases, the classification unit does not select the selection target cluster.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、出入り口が一つであり、出入り口の通路の幅が所定の以下の部屋を清掃部が清掃することを禁止することにより、清掃の効率が下がることを防止する。 As a result, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure can improve cleaning efficiency by prohibiting the cleaning unit from cleaning a room that has one entrance and exit and the passageway width of the entrance is less than or equal to a predetermined width. prevent it from falling.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域内に存在する通路の幅の最小値が、第3の閾値以下である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, when the minimum value of the width of passages existing in the area of the selection target cluster is equal to or less than a third threshold, the classification unit selects the selection target cluster. Not selected.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、所定の値以下の幅の通路を清掃部が清掃することを禁止することにより、清掃の効率が下がることを防止する。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure prevents the cleaning efficiency from decreasing by prohibiting the cleaning unit from cleaning a passage whose width is less than or equal to a predetermined value.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域内に段差が存在する場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, if a step exists within a region of the cluster to be selected, the classification unit does not select the cluster to be selected.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、清掃部が、段差の存在する領域を清掃することを禁止することにより、清掃の効率が下がることを防止する。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure prevents the cleaning unit from cleaning the area where the step exists, thereby preventing the cleaning efficiency from decreasing.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域の重心の位置と、清掃開始位置との距離が、第4の閾値以上である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, if the distance between the center of gravity of the area of the cluster to be selected and the cleaning start position is equal to or greater than a fourth threshold, the classification unit may Do not select a cluster.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、清掃部が、清掃開始位置から所定値以上離れた領域を清掃することを禁止することにより、清掃の効率が下がることを防止する。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure prevents the cleaning efficiency from decreasing by prohibiting the cleaning unit from cleaning an area that is more than a predetermined distance away from the cleaning start position.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域内の前記微粒子の分布の偏りが、第5の閾値以上である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, the classification unit does not select the selection target cluster when the bias in the distribution of the fine particles in the area of the selection target cluster is equal to or greater than a fifth threshold. .
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、微粒子の分布の偏りが所定値以上である領域を清掃することを禁止することにより、清掃の効率が下がることを防止する。 Thereby, the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure prevents cleaning efficiency from decreasing by prohibiting cleaning of areas where the bias in the distribution of particulates is equal to or greater than a predetermined value.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、前記選択対象のクラスターの領域への人の往来の頻度が、第6の閾値以上である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択する。 In the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, the classification unit selects the selection target cluster when the frequency of people coming and going to the area of the selection target cluster is equal to or higher than a sixth threshold.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定装置は、清掃部は、人の往来の頻度が所定値以下である領域を清掃することを禁止することにより、ユーザーにとって満足度の高い清掃を行うことが出来る。 Accordingly, in the cleaning route determining device according to one aspect of the present disclosure, the cleaning unit can perform cleaning that is highly satisfying for the user by prohibiting cleaning of areas where the frequency of human traffic is less than a predetermined value. It can be done.
本開示の一態様に係る清掃ルート決定方法は、施設内部の情報を含む計算条件を受け付ける計算条件入力ステップと、前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析ステップと、前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成ステップと、所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類ステップと、第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出ステップと、を備え、前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路である。 A cleaning route determining method according to an aspect of the present disclosure includes a calculation condition input step of accepting calculation conditions including information inside the facility, and analyzing the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions. creating a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the analysis step and the result of the analysis; a map creation step, a classification step of selecting one or more clusters from one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions, and determining a first route from a second plurality of routes. a step of calculating a route, each of the second plurality of routes cleaning at least one dust accumulation place included in the selected one or more clusters among the one or more dust accumulation places. This is the route that the part passes within a predetermined period of time.
これにより、本開示の一態様に係る清掃ルート決定方法は、選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する第1の経路を決定する。掃除部はこの経路に沿って掃除することで、施設内部を定められた時間内に効率よく清掃することが出来る。 Accordingly, the cleaning route determining method according to one aspect of the present disclosure determines a first route in which the cleaning unit passes through at least one dust accumulation location included in one or more selected clusters within a predetermined time. . By cleaning along this route, the cleaning section can efficiently clean the inside of the facility within a predetermined time.
以上、清掃ルート決定装置及び清掃ルート決定方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 Although the cleaning route determining device and the cleaning route determining method have been described above based on the embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments. As long as it does not depart from the spirit of the present disclosure, various modifications that can be thought of by those skilled in the art to this embodiment, and forms constructed by combining components of different embodiments are also within the scope of one or more aspects. may be included within.
図1に示される清掃ルート計算システム1のブロック図、清掃部2のブロック図、端末3のブロック図のそれぞれに含まれる機能ブロックの全部又は一部は、半導体装置、半導体集積回路(IC)、又はLSI(large scale integration)を含む一つ又は一つ以上の電子回路によって実行されてもよい。LSI又はICは、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップを組み合わせて構成されてもよい。例えば、記憶素子以外の機能ブロックは、一つのチップに集積されてもよい。ここでは、LSIやICと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムLSI、VLSI(very large scale integration)、若しくはULSI(ultra large scale integration)と呼ばれるかもしれない。LSIの製造後にプログラムされる、Field Programmable Gate Array (FPGA)、又はLSI内部の接合関係の再構成又はLSI内部の回路区画のセットアップができるreconfigurable logic deviceも同じ目的で使うことができる。
All or some of the functional blocks included in the block diagram of the cleaning route calculation system 1, the block diagram of the cleaning unit 2, and the block diagram of the
図1に示される清掃ルート計算システム1、清掃部2、端末3のそれぞれの全部又は一部の機能又は操作は、ソフトウエア処理によって実行することが可能である。この場合、ソフトウエアは一つ又は一つ以上のROM、RAM、光学ディスク、または、ハードディスクドライブ、などの非一時的記録媒体に記録され、ソフトウエアが、処理装置(processor)によって実行された場合に、ソフトウエアは、ソフトウエア内の特定の機能を、処理装置(processor)と周辺のデバイスに実行させる。清掃ルート計算システム1、清掃部2、端末3のそれぞれは、ソフトウエアが記録されている一つ又は一つ以上の非一時的記録媒体、処理装置(processor)、及び必要とされるハードウエアデバイス、例えばインターフェース、を備えていても良い。清掃ルート計算システム1を実現するソフトウエアは図10に示すフローチャートに含まれる各ステップをコンピュータに実行させる。清掃部2を実現するソフトウエアは図11に示すフローチャートに含まれる各ステップをコンピュータに実行させる。端末3を実現するソフトウエアは、図12に示すフローチャートに含まれる各ステップをコンピュータに実行させる。
All or part of the functions or operations of the cleaning route calculation system 1, cleaning unit 2, and terminal 3 shown in FIG. 1 can be executed by software processing. In this case, the software is recorded on one or more non-transitory storage media such as ROM, RAM, optical disk, or hard disk drive, and when the software is executed by a processor. Second, the software causes a processor and peripheral devices to perform specific functions within the software. Each of the cleaning route calculation system 1, the cleaning unit 2, and the
本開示は、清掃ルート決定装置として、例えば、大規模商業施設等での限られた時間内での効率的な清掃等に利用することが出来る。 The present disclosure can be used as a cleaning route determining device, for example, for efficient cleaning within a limited time at large-scale commercial facilities.
1 清掃ルート計算システム
2 清掃部
3 端末
10 塵埃挙動計算部
11 図面入力部
12 挙動計算部
13 塵埃マップ作成部
20 属性判定部
21 属性クラスター計算部
22 属性計算部
30 清掃ルート計算部
31 塵埃クラスター計算部
32 清掃ルート決定部
33、54、61 通信部
40 掃除部
41 集塵部
42 塵埃量検出部
50 駆動部
51 移動部
52 制御部
53 自己位置推定部
60 塵埃マップ表示部
62 表示部
63 入力部
1 Cleaning route calculation system 2
Claims (11)
前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析部と、
前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成部と、
所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類部と、
第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出部と、
前記施設内部に含まれる複数の領域を、機械学習によって、一または複数のクラスターにクラスタリングする属性クラスター計算部と、を備え、
前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路であり、
前記分類部による前記選択は、前記一または複数のクラスターの各々の特徴に基づき、
前記選択対象のクラスターの領域内に存在する部屋の出入口の個数が1つであり、かつ、前記部屋の出入口の通路の幅が第2の閾値以下である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない、
清掃ルート決定装置。 a calculation condition input section that accepts calculation conditions including information inside the facility;
an analysis unit that analyzes the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions;
a map creation unit that creates a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the results of the analysis; ,
a classification unit that selects one or more clusters from the one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions;
a route calculation unit that determines a first route from a plurality of second routes;
an attribute cluster calculation unit that clusters a plurality of areas included inside the facility into one or more clusters by machine learning,
In each of the second plurality of routes, the cleaning unit passes through at least one dust accumulation place included in the selected one or more clusters among the one or more dust accumulation places within a predetermined time. is a route,
The selection by the classification unit is based on the characteristics of each of the one or more clusters,
If the number of entrances and exits of a room existing in the area of the selection target cluster is one, and the width of the passageway of the entrance and exit of the room is equal to or less than a second threshold, the classification unit classifies the selection target cluster. do not select,
Cleaning route determining device.
前記複数の合計のそれぞれは、前記第2の複数の経路の各々に含まれる全ての塵埃蓄積場所の塵埃の量の合計である、
請求項1に記載の清掃ルート決定装置。 The total amount of dust in all the dust accumulation locations included in the first path is the largest among the plurality of totals,
Each of the plurality of totals is a total of the amount of dust of all dust accumulation locations included in each of the second plurality of routes,
The cleaning route determining device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の清掃ルート決定装置。 If the cluster to be selected is a store, the classification unit does not select the cluster to be selected;
The cleaning route determining device according to claim 1 or 2 .
請求項1又は2に記載の清掃ルート決定装置。 If the number of bends existing in the area of the selection target cluster is equal to or greater than a first threshold, the classification unit does not select the selection target cluster.
The cleaning route determining device according to claim 1 or 2 .
請求項1又は2に記載の清掃ルート決定装置。 If the minimum value of the width of the passage existing in the area of the selection target cluster is less than or equal to a third threshold value, the classification unit does not select the selection target cluster.
The cleaning route determining device according to claim 1 or 2 .
請求項1又は2に記載の清掃ルート決定装置。 If there is a step within the area of the selection target cluster, the classification unit does not select the selection target cluster;
The cleaning route determining device according to claim 1 or 2 .
請求項1又は2に記載の清掃ルート決定装置。 If the distance between the center of gravity of the area of the selection target cluster and the cleaning start position is equal to or greater than a fourth threshold, the classification unit does not select the selection target cluster;
The cleaning route determining device according to claim 1 or 2 .
前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析部と、
前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成部と、
所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類部と、
第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出部と、
前記施設内部に含まれる複数の領域を、機械学習によって、一または複数のクラスターにクラスタリングする属性クラスター計算部と、を備え、
前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路であり、
前記分類部による前記選択は、前記一または複数のクラスターの各々の特徴に基づき、
前記選択対象のクラスターの領域内の前記微粒子の分布の偏りが、第5の閾値以上である場合、前記分類部は前記選択対象クラスターを選択しない、
清掃ルート決定装置。 a calculation condition input section that accepts calculation conditions including information inside the facility;
an analysis unit that analyzes the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions;
a map creation unit that creates a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the results of the analysis; ,
a classification unit that selects one or more clusters from the one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions;
a route calculation unit that determines a first route from a plurality of second routes;
an attribute cluster calculation unit that clusters a plurality of areas included inside the facility into one or more clusters by machine learning,
In each of the second plurality of routes, the cleaning unit passes through at least one dust accumulation place included in the selected one or more clusters among the one or more dust accumulation places within a predetermined time. is a route,
The selection by the classification unit is based on the characteristics of each of the one or more clusters,
If the bias in the distribution of the fine particles within the area of the selection target cluster is equal to or greater than a fifth threshold, the classification unit does not select the selection target cluster;
Cleaning route determining device.
請求項1又は2に記載の清掃ルート決定装置。 If the frequency of people coming and going to the area of the selection target cluster is equal to or higher than a sixth threshold, the classification unit selects the selection target cluster.
The cleaning route determining device according to claim 1 or 2 .
前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析ステップと、
前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成ステップと、
所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類ステップと、
第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出ステップと、
前記施設内部に含まれる複数の領域を、機械学習によって、一または複数のクラスターにクラスタリングする属性クラスター計算ステップと、を備え、
前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路であり、
前記分類ステップによる前記選択は、前記一または複数のクラスターの各々の特徴に基づき、
前記選択対象のクラスターの領域内に存在する部屋の出入口の個数が1つであり、かつ、前記部屋の出入口の通路の幅が第2の閾値以下である場合、前記分類ステップは前記選択対象クラスターを選択しない、
清掃ルート決定方法。 a calculation condition input step of accepting calculation conditions including information inside the facility;
an analysis step of analyzing the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions;
a map creation step of creating a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the results of the analysis; ,
a classification step of selecting one or more clusters from one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions;
a route calculation step of determining a first route from a plurality of second routes;
an attribute cluster calculation step of clustering a plurality of areas included inside the facility into one or more clusters by machine learning,
In each of the second plurality of routes, the cleaning unit passes through at least one dust accumulation place included in the selected one or more clusters among the one or more dust accumulation places within a predetermined time. is a route,
the selection by the classification step is based on characteristics of each of the one or more clusters;
If the number of entrances and exits of a room existing in the region of the selection target cluster is one, and the width of the passageway of the entrance and exit of the room is less than or equal to a second threshold value, the classification step do not select,
How to decide the cleaning route.
前記計算条件に基づいて、前記施設内部における気流の挙動および微粒子の挙動を解析する解析ステップと、 an analysis step of analyzing the behavior of airflow and the behavior of particulates inside the facility based on the calculation conditions;
前記解析の結果に基づいて、前記施設内部において、塵埃が蓄積する一または複数の塵埃蓄積場所と、前記一または複数の塵埃蓄積場所における塵埃の量を示す塵埃蓄積マップを作成するマップ作成ステップと、 a map creation step of creating a dust accumulation map showing one or more dust accumulation locations where dust accumulates and the amount of dust at the one or more dust accumulation locations within the facility, based on the results of the analysis; ,
所定の条件に基づいて、前記施設内部の一または複数のクラスターから、一または複数のクラスターを選択する分類ステップと、 a classification step of selecting one or more clusters from one or more clusters inside the facility based on predetermined conditions;
第2の複数の経路から、第1の経路を決定する経路算出ステップと、 a route calculation step of determining a first route from a plurality of second routes;
前記施設内部に含まれる複数の領域を、機械学習によって、一または複数のクラスターにクラスタリングする属性クラスター計算ステップと、を備え、 an attribute cluster calculation step of clustering a plurality of areas included inside the facility into one or more clusters by machine learning,
前記第2の複数の経路の各々は、前記一または複数の塵埃蓄積場所のうち、前記選択された一または複数のクラスターに含まれる少なくとも一つの塵埃蓄積場所を清掃部が所定時間内に通過する経路であり、 In each of the second plurality of routes, the cleaning unit passes through at least one dust accumulation place included in the selected one or more clusters among the one or more dust accumulation places within a predetermined time. route,
前記分類ステップによる前記選択は、前記一または複数のクラスターの各々の特徴に基づき、 the selection by the classification step is based on characteristics of each of the one or more clusters;
前記選択対象のクラスターの領域内の前記微粒子の分布の偏りが、第5の閾値以上である場合、前記分類ステップは前記選択対象クラスターを選択しない、 If the bias in the distribution of the fine particles within the area of the selection target cluster is equal to or greater than a fifth threshold, the classification step does not select the selection target cluster;
清掃ルート決定方法。 How to decide the cleaning route.
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